利用DFT的对称分解进行信号的频谱分析及细化

本文介绍了一种将DFT对称分解进行频谱分析的方法。该方法可以很容易地得到频谱全景,并且再通过简单运算,可以得出感兴趣的频段的细节,其实用性好。     

激光振动仪多普勒信号振动速度频谱的评定

在多普勒信号数字离散化处理的基础上。根据激光振动仪的振动速度的频谱分析,提出了用局部近似的方法来对振动速度进行评定和估算,得出了用局部多项式模型来减少离散傅里叶变换处理的维数。     

应用FFT进行FMCW雷达频谱分析的改进算法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行调频连续波(FMCW)雷达频谱分析时很难做到同步采样和整周期截断,由此造成的频谱泄漏将影响分析结果。针对已有算法存在的问题,文中提出一种采样参数调整与频谱校正相结合的测量算法。该算法首先根据当前频率值调整采样点数,以满足整周期采样的要求,然后对谱线进行精确校正。将该算法在Lab-VIEW环境下进行了测量实验。结果表明:改进后的算法可使频率测量精度提高100倍以上,同时具有较好的抗干扰能力。     

基于TMS320C50的语音频谱分析仪

本文分析了信号频谱分析的原理以及我们研制的智能语音信号频谱仪的硬件结构和软件设计,该仪器使用专用数字信号处理芯片ＴＭＳ３２０Ｃ５０完成ＦＦＴ运算,并由主机ＰＣ机完成结果显示,由于充分利用ＰＣ机强大灵活的数据处理及编程能力,使系统具有功能扩展能力强,人机界面友好,便于操作的特点。     

基于泄漏对消的电力谐波相角高精度估计算法

采用快速傅里叶变换(FFT)进行电力系统谐波分析时,受频谱泄漏和栅栏效应的影响,相角估计误差往往较大.为减小这类误差,提出一种基于频谱泄漏对消的谐波相角高精度估计算法,结合余弦组合窗时域和频域特性,综合考虑长、短范围频谱泄漏的影响,推导了基于余弦组合窗的插值FFT谐波相角计算式.该算法首先运用基于余弦组合窗的插值FFT方法获得频率偏差估计值,然后采用离散频谱泄漏对消方法进行信号谐波相角估计,实现简单,准确度高.非同步采样情况下,采用典型余弦组合窗(Hanning、Blackman、Blackman-Harris、Rife-Vincent(I)、Nuttall等)进行信号谐波相角估计的仿真实验与应用验证了本文算法的准确性和有效性.     

消除负频率影响的频谱校正

采用比值法校正低频成分的参数精度比较低,其原因是模型中忽略了负频率成分的贡献。为解决这一问题,基于包含负频率贡献的频谱公式,建立新的校正方案,给出矩形窗和汉宁窗对应的校正公式,采用数值仿真对校正公式进行考核。结果表明,提出的校正公式正确,尤其是汉宁窗的频率定位精度、幅值相对精度和相位精度几乎到双精度运算的精度下限。     

频谱校正方法在激光测速中的研究

由于多普勒信号处理技术在整个激光多普勒测速(LDV)系统中起到关键作用,针对仅利用快速傅里叶变换处理多普勒信号存在精度低的问题,频谱校正方法的研究显得十分必要。通过阐述比值法、能量重心法和相位差法三种离散频谱校正方法的基本原理和仿真实验,表明三种方法均可使校正频率更加接近真实值。考虑到算法的复杂度和抗噪性能等因素的影响,选用了能量重心法对实测多普勒信号进行频率校正,且校正效果明显。     

音频信号分析仪

系统采用Atmega128单片机作为主控制器,并运用快速傅里叶变换(FFT)对音频信号进行频谱分析。输入音频信号经过双门限电路处理后,一路送入A/D采样,另一路经真有效值电路转换后送入A/D采样,结果经单片机处理,最后送液晶显示。该系统测量信号频率范围覆盖20 Hz～10 kHz,电压峰值范围10 mV～10 V,FFT得到的频谱分辨率为20 Hz,最终可得到音频信号的频谱与正弦信号失真度。     

频谱泄漏抑制与改进介损角测量算法研究

研究分析了非同步采样时频谱泄漏和栅栏效应对介损角测量误差的影响,提出了一种基于Hanning自卷积窗的改进FFT介损角测量算法.首先采用Hanning自卷积窗对电压电流信号加权,然后利用离散频谱插值算法和多项式拟合方法进行离散频谱校正,获得基波相位角,最后根据电压、电流基波相位差实现介损角测量.在非同步采样时,本文算法只需用4阶Hanning自卷积窗进行加权即可充分抑制频谱泄漏的影响,基于改进FFT的介损角插值计算式具有运算量小,易于实现的特点.基波频率波动、采样频率变化、白噪声影响、谐波变化等情况下的介损角仿真测量实验结果和实验室条件下的实际测量结果验证了本文算法的准确性和有效性.     

整周期采样在机械振动信号采集中的实现

采用硬件采集的设计思想，用CPLD．AD和FIFO实现了一时序严格的、由硬件自动完成数据采集的电路，并且设计了一64倍频电路，能够自动跟踪转速信号的变化。克服了软件采集时在转速变化时．相位不同步的问题。     

利用DFT技术实现同频率周期信号相位差的高精度测量

本文提出了一种利用离散傅立叶变换(DFT)技术实现两频率相同的周期信号相位差高精度测量的方法。即使存在高次谐波的严重干扰,亦能精确测得两信号的基波相位差。采用同步采样技术,根本消除了DFT的泄漏效应。文中给出了实验结果及分析。本文提出的这种测量方法,特别适合于被测信号被高次谐波噪声严重污染的实际工业测试场合。     

基于 Kramers-Kronig 变换的油纸绝缘低频 介电谱分析与建模研究

油纸绝缘低频响应对绝缘状态受潮及老化的诊断至关重要。针对目前关于低频响应数据的分析方法较为缺乏、对应的等效电路模型还不完善的问题,利用Kramers-Kronig变换对油纸绝缘频域介电谱中的电导、无穷频率电容和弛豫过程进行分离;引入基于多体理论的Dissado-Hill模型对低频弛豫过程进行拟合,并构建一种新的油纸绝缘低频响应等效电路模型。最后,对不同含水率油纸绝缘样品的低频响应数据进行建模和参数分析。实验结果表明,利用Kramers-Kronig变换能有效的对油纸绝缘的弛豫过程、电导过程以及无穷频率电容进行解耦;不同含水率样品低频响应模型重构谱线相对于测量谱线的拟合优度在0.98以上,验证了模型的准确性;低频弥散极化率幅值χ_(LFD)(0)与微水含量之间存在指数函数关系,其拟合优度高达0.99,可作为油纸绝缘微水含量定量评估的新特征量,为油纸绝缘受潮状态诊断提供新思路。     

一种基于飞秒光频梳频域干涉的绝对测距方法

飞秒光频梳(光梳)在激光测距领域有着重要应用。本文研究基于飞秒光频梳的频域干涉绝对测距技术,提出了一种新的基于傅里叶变换的频域峰值间隔测距方法,分析了测距原理并进行了多组绝对测距实验。实验结果表明通过频域峰值间隔测距可以实现绝对测距,被测距离1.2 mm时测距精度最高,最大误差?12 nm。在光谱的分析处理上,提出一种基于复小波变换的相位斜率测距的方法。结果表明相位斜率测距法可以实现距离信息的提取,在被测距离1.2 mm时测距精度最高,最大误差?16 nm。最后与经典傅里叶分析法进行了比较,比较结果表明频域峰值间隔测距法得到的实验结果精度好于相位斜率测距法和傅里叶分析法。     

基于相位谱测量的脉冲调制信号频域测量方法

传统的脉冲调制射频(Pulsed RF)信号普遍采用时域、包络域测量手段进行测试。本文则提出了一种全新的频域测量方法：通过在非线性网络分析仪平台上测量脉冲调制信号的幅度谱和相位谱,经过频谱缝合和外推等处理获得其完整的频谱信息,从而重构出时域波形和包络。实验表明,该频域测量方法的相位谱测量准确度能够达到±1°,通过频谱外推能够获得平滑的时域包络。和传统的时域、包络域测量手段相比,该方法继承了频域测量高动态范围的优势,能够获得更好的测量精度。     

电气噪声对地音传感器低频扩展范围的影响分析

地音传感器被广泛采用串联校正方法进行低频扩展以实现对低频及超低频振动的准确测量,电气噪声是影响其低频扩展范围的关键因素.建立了包含测量、预放大、传输及串联校正环节在内的多输入单输出地音传感器测振模型,定量分析了初、次级电气噪声水平与地音传感器低频扩展范围之间的关系.研究结果表明,初级电气噪声是限制地音传感器低频扩展范围...     

基于Hilbert谱的心率变异信号时频分析方法

心率变异性(heart rate variability,HRV)信号的频域分析方法是用来表征自主神经调控信息的基本方法。为了评估自主神经系统功能及对心血管活动的影响,提出一种基于Hilbert时频谱的HRV信号的时频特征提取和分析的新方法。对HRV信号进行希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)以获得HRV信号Hilbert时频谱,依据短时程HRV信号的线性频域分析指标,得到不同生理频带的Hilbert能量棒形图,提取总能量、各生理频带的能量和其归一化能量以及生理频段的能量比值作为评价心率变异性的时频特征。对MIT-BIH数据库的年轻人、老年人样本和健康人、心衰病人样本的HRV信号分析表明,基于Hilbert谱的时频特征的区分性能好,有较清晰的生理意义,能反映人的生理病理变化,为短时程HRV信号分析提供了一种有效方法。     

基于可拓工程方法的球阀概念设计

提出了基于可拓工程方法的阀门概念设计方法,并将其应用于球阀的方案设计。先采用发散树方法的一般模式发散出各种球阀设计方案,再根据已知特征值找出满足要求的初选方案,最终采用优度评价法选取较优方案。     

时变信号频率跟踪的一种新自适应陷波器方法

针对频率、幅值和相位均发生变化的时变信号,现有自适应陷波器(ANF)频率估计方法存在信号频率跟踪精确性和稳定性不足的问题,为此提出了一种基于新误差函数的ANF时变信号频率跟踪方法,通过新误差函数改善自适应算法收敛至最优频率解的精度与速度,以提高时变信号频率跟踪的精确性和稳定性。给出了新误差函数分析结果,新ANF方法实现步骤和该频率估计方法的Cramer-Rao下限。通过计算与现有ANF的时变信号频率跟踪方法性能进行了比较分析,并针对科里奥利质量流量计时变信号进行了现场实验验证。结果表明,该方法具有收敛速度快、跟踪精度高、更接近Cramer-Rao下限和抗噪性好的优点。     

基于容积补偿的差压式气密性自动检测仪的研制

基于容积补偿的差压式检漏法作为泄漏检测中的一种新型的测试方法,与普通的差压法相比,具有精度高、测试速度快等优点。该文主要研制一种工作效率高的检测机构,并针对所研制的基于差压式容积补偿检漏装置,在不同的压力条件下进行了对比实验,并做了相应的分析。     

基于BP神经网络的管道泄漏声信号识别方法研究

针对城市供水管网泄漏检测需求,进行了泄漏声信号识别方法研究。分析了泄漏信号的时域、频域及波形特点,提取出可用于泄漏信号表征的20种特征参数;基于提取的泄漏声信号特征参数,构建了泄漏声信号BP神经网络识别系统;研究了神经网络结构(隐含节点数、传递函数、学习率)及输入参数的数量和种类对泄漏信号识别效果的影响,并优化出最佳的神经网络结构及输入参数。在以上研究基础上,利用优化后的神经网络对实验室及现场管道泄漏信号进行了交叉训练和识别,结果表明,提出的基于泄漏特征参数的神经网络系统具有较高的可靠性和普适性,可以很好地实现不同场景下泄漏信号的交叉识别,整体识别率达92.5%,为解决不同工况下泄漏信号识别做了有益的探索。